Материал: 2187

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Вариант 18

1.

y 6esin 3x ln

arcsinx

;

2. x y arcsin(xy) arccos

x

;

cosx

 

 

 

 

 

y

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

y (arcsin

x)

lnsin x

 

 

x

t

sint;

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 2 cost.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

y e

sin

3

 

x

ln

(x2

1)

;

 

2.

y

 

 

x arccos

xy ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

3.

y (x2

 

1)lgcosx;

 

 

 

 

 

x

t sint;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 2 cost.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

y esin

 

2x

3 (x2

1);

2.

ysin(xy) cos2

y 5;

 

3.

y (x2

 

2x)lnsin x ;

 

 

 

x cost;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

y lnsint.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

y 2sin3

 

 

ln(x2 1) arcsin2x;

2.

 

y2 sin x log

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

xy

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3.

y (x2

 

 

1)sin

2

x

;

 

 

 

Дx cost tsint;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y sint tcost.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y arccos x2

 

 

 

 

 

ysin(x2 y) cos y3

 

1.

 

 

 

sin3 x

;

2.

5;

3.

y (x2

 

1)ln

2

sin x ;

 

 

 

 

x et;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

y arcsint.

131

Вариант 23

1. y 2 arccos(x 1) ln 2(ex 1);

2. lg

y3

cosxy 5;

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x cost;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (72x x) x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 t

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

sin

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg x

 

arcsin5 x

 

 

 

 

 

x2 y2 arctg

y

 

 

 

1.

y e

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

2.

 

 

;

 

 

2бА2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

х

3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

y (sin x)

ln(x

 

1)

;

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

sin

2

t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y earcsin x

ln sin x 2x;

 

 

 

y (5x2 7x2)

 

 

;

 

1.

 

 

2.

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosx

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

sin (xy) cos(x y) tg(x

y);

4.

x t sint;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 2 cost.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 26

И

 

 

 

 

 

 

 

arcsinx

 

 

 

1.

y 2esin 5x tg

 

;

 

2. 3x 2y arccos(xy) arctg

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

lnsin x

 

 

x 2t sin4t;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

y (arcctg

x)

 

;

 

 

4. y 5 cos5t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

132

§ 5. Основные теоремы о дифференцируемых функциях Теорема Ферма. Пусть функция f (x) определена, непрерывна

на интервале (a, b) и в некоторой точке x0 этого интервала принимает

свое наибольшее или наименьшее значение. Если в точке x0

С

 

 

 

 

 

 

 

 

существует производная этой функции, то

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x0 ) = 0.

 

 

 

принимает

для

определенности,

функция

 

Доказательство. Пусть,

 

 

в

точке x0

наибольшее значение на (a, b). Покажем,

что f ' (x0) = 0. Используем определение производной в точке x0:

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

f (x0 )

= lim

f

(x0 x) f (x0)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

Так как f (x0) – наи ольшее значение, то при любом знаке

x

имеем f(x0 + x) – f(x0) <

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда, если x

> 0, то

f (x0 x) f (x0)

< 0,

а поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

f (x0 ) 0 .

 

 

 

Д

то

 

 

 

 

 

 

 

Если же приращение аргумента отрицательно x < 0,

 

f (x0 x) f (x0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

> 0, поэтому f

(x0)

0.

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

Так

как

 

f (x0)

– определенное число, то

получаем,

что

 

f (x0)= 0, что и требовалось доказать.

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрический смысл теоремы Ферма

 

 

 

На

рис. 41 изображена непрерывная функция. В точке x1 функ-

ция принимает наибольшее значение M, а в точке x2

– наименьшее

значение m.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заметим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

f ( x1) = f ( x2) =kкасательной = 0.

133

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

x2

 

 

 

b

x

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

иИтак,

Рис. 41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

касательные к графику функции y = f (x) в точках экстремума

x1 и x2 параллельны оси Ox.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема Ролля.

 

 

Если

функция f (x)

 

непрерывна на отрезке

[a, b], дифференцируема в каждой точке интервала (a, b) и f (a) = f(b),

то

существует по

 

крайней

мере

одна внутренняя точка x0 отрезка

[a, b], такая, что f ' (x0) = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство. Так как функция непрерывна на отрезке [a, b],

то, по теореме Вейерштрасса, она достигает на этом отрезке своего

наибольшего значения M и своего наименьшего значения m .

 

Если M = m, то функция f

 

 

 

 

 

И

 

(x) постоянна на отрезке [a, b], а пото-

му

f ' (x) = 0 в любой точке x

Д(a, b).

 

Рассмотрим

 

случай,

когда

M > m.

 

Так

как, по условию,

f(a) = f(b), то либо наибольшее значение M, либо наименьшее значе-

ние m,

либо и M, и m достигаются во внутренней точке x0 интервала:

x0

(a,

b). Выполнены все

 

 

условия теоремы Ферма и поэтому

f (x0 )= 0.

Геометрический смысл теоремы Ролля

Геометрически теорема Ролля утверждает (рис. 42), что если функция непрерывная на [a, b], дифференцируемая на (a, b) и имеет на концах отрезка [a, b] одинаковые значения, то

134

найдется точка x0 (a, b), для которой касательная к графику параллельна оси абсцисс.

С

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = f(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(a) = f(b)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

a

 

x0

b x

 

 

0

 

 

 

 

 

Рис. 42

Теорема Лагранжа. Если функция f (x) непрерывна на отрезке [a, b], д фференц руема на интервале (a, b), то найдется хотя бы одна

внутренняя точка x0 отрезка [a, b], такая, что

 

 

 

f (x0 )=

f (b) f (a)

.

 

(3)

 

b a

 

 

 

 

 

 

Д

 

Доказательствоб. РассмотримАвспомогательную функцию

 

F(x) = f(x) – f (b) f (a)(x – a).

 

 

 

b a

И

Покажем, что функция F(x)

 

 

удовлетворяет всем условиям тео-

ремы Ролля.

 

 

 

 

 

Действительно, функция F(x) непрерывна на [a, b], так как на

[a, b] непрерывны функции f(x) и (x – a).

 

 

 

Производная F ' (x) имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

f (b) f (a)

 

 

 

 

.

(4)

F ' (x) = f (x) –

 

 

b a

Производная существует в интервале (a, b), как и производная f (x). Вычислим значения F(x) на концах отрезка [a, b]:

135